ErbB2信号增强是雄激素信号抑制的早期适应,并在去势抵抗性前列腺癌中持续存在

Increased ErbB2 Signaling Is an Early Adaptation to Androgen Signaling Inhibition and Persists in Castration-Resistant Prostate Cancer

作者信息Jude Owiredu, Betul Ersoy-Fazlioglu, Larysa Poluben, Carla Calagua, Christopher Dennehy, Anastasia-Maria Stavridi, Liyang Wang, Olga Voznesensky, Fang Xie, Huihui Ye, Yue Sun, David J Einstein, Xin Gao, Charlene Mantia, Mary-Ellen Taplin, William J Muller, Steven P Balk, Joshua W Russo
PMID40795068
发布时间2025-11-03
DOI10.1158/1078-0432.CCR-22-3683

实验完整度

高

研究包含体外细胞系模型、异种移植瘤和PDX模型、临床样本IHC和RNA-seq等多层级验证,并进行了功能验证(抑制剂处理)和机制验证(NRG1中和、d16ERBB2过表达)。

主要模型

VCaP异种移植瘤 LNCaP细胞系 LuCaP PDX模型 临床前列腺癌样本

重点核对

p-ERBB2 IHC的抗体特异性验证 NRG1和d16ERBB2表达增加的时效性 neratinib处理对ErbB2信号和肿瘤生长的抑制作用 CRPC中p-ERBB2阳性频率

摘要

目的:ErbB2活性在前列腺癌的一个亚群中增加,但该基因很少扩增。本研究旨在确定驱动ErbB2活性增加的机制及其在去势抵抗性前列腺癌(CRPC)进展中的作用。实验设计:通过免疫组化、反相蛋白阵列和RNA测序,在细胞系、异种移植瘤和临床肿瘤的不同去势抵抗阶段研究ErbB2信号。在体外和体内测试对ErbB2抑制剂的敏感性。结果:通过针对磷酸化ErbB2的抗体的免疫组化检测,发现ErbB2激活存在于新辅助雄激素信号抑制(ASI)后根治性前列腺切除术的残留肿瘤中约26%的病例中,以及晚期CRPC中。通过免疫组化发现,新辅助治疗肿瘤中约75%表达ErbB3/ErbB2激活配体NRG1。在ASI处理后,前列腺癌细胞和异种移植瘤中NRG1 mRNA迅速增加,并且在ASI后的数据集中也增加。活性ERBB2剪接变体(d16ERBB2)的过表达在前列腺癌细胞中也于ASI后迅速增加,并在一部分CRPC中发现。所有模型中,ErbB2信号仍然对共价ErbB2抑制剂奈拉替尼敏感,奈拉替尼增强了去势反应,并抑制了具有ErbB2激活的去势抵抗性异种移植瘤的生长。结论:增加的ErbB2信号是ASI的快速适应,并导致去势抵抗。NRG1和d16ERBB2的增加有助于ErbB2信号的增强。强效的ErbB2拮抗剂可能增强去势敏感性前列腺癌对ASI的反应,而ErbB2磷酸化可能是CRPC中对ErbB2抑制剂有反应的肿瘤的生物标志物。转化意义:ErbB2信号的增加先前已被认为是前列腺癌雄激素信号抑制(ASI)耐药的机制,但针对未选择的去势抵抗性前列腺癌(CRPC)患者进行ErbB2靶向治疗的临床试验获益甚微。在这项研究中,我们证明了ErbB2信号在ASI后早期增加,并在至少四分之一的晚期CRPC中持续存在,由NRG1配体或d16ERBB2剪接变体表达的增加驱动。ErbB2的共价抑制剂可阻断CRPC异种移植瘤中增加的ErbB2信号,并增强去势敏感性肿瘤对ASI的反应。NRG1和d16ERBB2的早期增加表明,强效共价ErbB2抑制剂可能广泛增强去势敏感性前列腺癌对ASI的反应。此外,针对磷酸化ErbB2的免疫组化可能是对ErbB2抑制有反应的CRPC的生物标志物。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
驱动ErbB2活性增加的机制是什么,以及它们在去势抵抗性前列腺癌进展中的作用?
核心机制
ASI后NRG1配体和d16ERBB2剪接变体表达增加,激活ErbB2/ErbB3信号,进而激活RAS/MAPK和PI3K/AKT通路,促进去势抵抗。
主要证据
VCaP异种移植瘤系列中p-ERBB2/p-ERBB3和NRG1/d16ERBB2表达增加;临床样本中约26%的CRPC和约75%的新辅助ASI治疗后残留肿瘤表达NRG1;neratinib抑制ErbB2信号并抑制肿瘤生长。
研究意义
研究提示强效共价ErbB2抑制剂可能增强去势敏感性前列腺癌对ASI的反应,p-ERBB2 IHC可作为筛选可能受益于ErbB2抑制的CRPC患者的生物标志物。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

识别ErbB2信号在CRPC进展中的增加

确定在去势抵抗进展过程中RTK信号的变化

对VCaP异种移植瘤系列(Pre-Cx, CRPC, AER)进行RNA-seq和RPPA分析,检测RTK磷酸化水平。

2

验证临床样本中ErbB2/ErbB3磷酸化

评估CRPC和ASI后残留肿瘤中ErbB2/ErbB3激活状态

使用p-ERBB2和p-ERBB3特异性抗体对临床样本进行IHC染色。

3

检测NRG1表达变化

确定NRG1是否在ASI后早期增加并驱动ErbB2信号

使用IHC检测NRG1蛋白,RT-PCR检测mRNA水平,并利用公共RNA-seq数据进行分析。

4

评估d16ERBB2剪接变体的表达和功能

确定d16ERBB2是否在ASI后增加并激活MAPK信号

RT-PCR检测d16ERBB2转录水平,构建doxycycline诱导的LNCaP稳转细胞系,并用ErbB2抑制剂处理。

5

评估ErbB2抑制剂在体内模型的疗效

测试neratinib对ErbB2激活的CRPC异种移植瘤的抑制效果

在CRPC异种移植瘤(VCaP CRPC、LuCaP-96CR、LuCaP-70CR、LuCaP-35CR)中口服neratinib,以及去势+neratinib联合治疗。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
磷酸化HER2/ErbB2 (Tyr1221/1222)抗体Cell Signaling Technology2243
磷酸化HER3/ErbB3 (Tyr1289)抗体Cell Signaling Technology4791
调蛋白/NRG1抗体Cell Signaling Technology2573
多西环素----
奈拉替尼PUMA Biotechnology--
拉帕替尼----
阿法替尼----
恩扎卢胺----
NRG1中和抗体AF-296-NA----
pLVX-TetOne-Puro慢病毒表达质粒Takara631847

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
免疫组织化学
p-ERBB2 (Y1221/1222)和p-ERBB3 (Y1289)抗体的稀释度(1:200和1:600)、NRG1抗体稀释度(1:100);抗原修复和染色平台(Dako PT Link和Link 48)
阅读提示:Materials and Methods - IHC
异种移植瘤模型
小鼠品系(ICR-SCID)、肿瘤起始体积(1000 mm³)、去势方式、耐药定义(肿瘤体积超过最低点150%)、neratinib剂量(40 mg/kg/day)和给药方案(5天给药/2天停药)
阅读提示:Materials and Methods - Patient-derived xenograft and xenograft models
细胞处理
enzalutamide浓度(16 μmol/L)、处理时间(2-28天)、NRG1中和抗体浓度(30 μg/mL)、neratinib剂量(10或50 nM)、doxycycline浓度(2 μg/mL)和处理时间(24小时)
阅读提示:Results - 相应段落及Figure 3 legend
体内疗效评估
异种移植瘤类型(VCaP CRPC、LuCaP-96CR、LuCaP-70CR、LuCaP-35CR)、p-ERBB2表达水平、肿瘤体积测量频率(隔天)、终点(约2000 mm³)
阅读提示:Results - Figure 6 legend
d16ERBB2检测
RT-PCR引物序列、RNA-seq数据分析方法(TCGA和SU2C数据集)
阅读提示:Materials and Methods - 相应部分及Figure 4 legend